電容式觸摸按鍵原理調研總結-觸摸IC

工作原理：觸摸按鍵根據它們不同的工作原理可分為兩大類：電阻式觸摸按鍵與電容式感應按鍵。目前大多數的觸摸按鍵都應用的是電容式感應按鍵，電容觸摸按鍵感應原理是利用人體的感應電容來檢測是否有手指存在，在沒有手指按下時，按鍵上由于分布電容的存在，因此按鍵對地存在一定的靜態電容。

當人的手指按下或者接近按鍵時，人體的寄生電容將耦合到靜態電容上，使按鍵的最終電容值變大，該變化的電容信號再輸入到單片機進行信號轉換，將變化的電容量轉換成某種電信號的變化量，再由一定的算法來檢測和判斷這個變化量的程度，當這個變化量超過一定的域值時就認為手指按下。在沒有手指按下時，各按鍵對地有一個等效的靜態電容，當有手指按下時，人體電容就疊加到按鍵上，使按鍵對地的電容增加，這樣獲得的電容Cp再輸入到芯片中進行處理。

任何兩個導電的物體之間都存在著感應電容，一個按鍵即一個焊盤與大地也可構成一個感應電容，在周圍環境不變的情況下，該感應電容值是固定不變的微小值。當有人體手指靠近觸摸按鍵時，人體手指與大地構成的感應電容并聯焊盤與大地構成的感應電容，會使總感應電容值增加。電容式觸摸按鍵IC在檢測到某個按鍵的感應電容值發生改變后，將輸出某個按鍵被按下的確定信號。電容式觸摸按鍵因為沒有機械構造，所有的檢測都是電量的微小變化，所以對各種干擾會更加敏感，因此觸摸按鍵設計、觸摸面板的設計以及觸摸IC的選擇都十分關鍵。

觸摸面板必須選用絕緣材料，可以是玻璃、聚苯乙烯、聚**乙烯（pvc）、尼龍、樹脂玻璃等，按鍵正上方1mm以內不能有金屬，觸摸按鍵50mm以內的金屬必須接地，否則金屬會影響案件的靈敏度。在生產過程中，要保持面板的材質和厚度不變，面板的表面噴涂必須使用絕緣的涂料。

觸摸PAD設計

觸摸PAD材料：觸摸PAD可以用PCB銅箔、金屬片、平頂圓柱彈簧、導電棉、導電油墨、導電橡膠、導電玻璃的ITO層等。不管使用什么材料，按鍵感應盤必須緊密貼在面板上，中間不能有空氣間隙。當用平頂圓柱彈簧時，觸摸線和彈簧連接處的PCB，鏤空鋪地的直徑應該稍大于彈簧的直徑，保證彈簧即使被壓縮到PCB板上，也不會接觸到鋪地。  

觸摸PAD形狀

原則上可以做成任意形狀，中間可留孔或鏤空。作者推薦做成邊緣圓滑的形狀，可以避免尖端放電效應。一般應用圓形和正方形較常見。

觸摸PAD面積大小

按鍵感應盤面積大小：最小4mm×4mm，最大30mm×30mm。實際面積大小根據靈敏度的需求而定，面積大小和靈敏度成正比。一般來說，按鍵感應盤的直徑要大于面板厚度的4倍，并且增大電極的尺寸，可以提高信噪比。各個感應盤的形狀和面積應該相同，以保證靈敏度一致。通常在絕大多數應用里，12mm×12mm是個典型值。

 觸摸PAD之間距離

各個觸摸PAD間的距離要盡可能的大一些（大于5mm），這樣可以減少它們形成的電場之間的相互干擾。當用PCB銅箔做觸摸PAD時，若觸摸PAD間距離較近（5mm～10mm），觸摸PAD必須用鋪地隔離。如果各個觸摸PAD距離較遠，也應該盡可能的鋪地隔離。適當拉大各觸摸PAD間的距離，對提高觸摸靈敏度有一定幫助。

PCB布線注意事項

1.觸摸按鍵的最小面積建議不小于5*5mm，但要視絕緣材料材質和厚度而定。

2.觸摸按鍵之間或觸摸按鍵與元器件之間的最小距離以不小于4mm為最佳，如靈敏度調高則間距相對需要增

3.雙面板觸摸感應PAD的周圍與背面一般建議不鋪地，觸摸感應PAD與PAD之間盡量避免不同PAD之平行引線距離過近，這些都能降低觸摸按鍵的靈敏度。

注意：觸摸按鍵的使用前提是需要一個穩定的靜態電容值，不應當動態地測試觸摸按鍵電路的可行性。

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